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何谓恒功率设计的LED驱动电源?

发布时间:2019-01-17

文 : 谢正堂/ 工程
近期LED电源产业中最热门的话题之一,非LED恒功率驱动莫属。LED为何一定要定电流驱动? 为何不能恒功率驱动?
 
在讨论此议题之前,我们必须先了解为何LED一定需要定电流驱动? 以图(a) LED I-V曲线来说明,当LED顺向电压产生2.5%变化时,通过LED的电流会有约16%的变化,而且LED顺向电压容易受温度影响,高低温度的温差甚至会让电压变化差距高达20%以上,此外,LED亮度与LED顺向电流成正比,电流差异过大会造成亮度变化过大,所以LED必须采用定电流驱动。然而,LED是否可以采用恒功率驱动呢? 首先,屏除恒功率是否等同于恒亮度这个议题,以单纯讨论恒功率驱动器设计的角度而言,LED I-V与温度曲线的变化来看似乎可行。那LED驱动器制造商为何不直接设计恒功率驱动的LED驱动器? 其中牵涉的原因很多,要设计恒功率线路并不难,只要搭配MCU ( Micro Controller Unit ) 侦测输出电压电流,透过程序计算去控制PWM ( Pulse Width Modulation ) 责任周期,控制输出功率于图(b)蓝色恒功率曲线上,如此便可达到恒功率输出,但这个方式增加了许多成本,而且当发生LED短路损害时,恒功率LED驱动器会因为侦测到较低电压而提升电流,此现象将可能造成更大的危害。加上LED温度特性是负温度系数,当温度越高时,我们期望把输出电流降低,以维持LED高寿命的表现,然而,恒功率做法却与此考虑相互抵触,在LED高温应用时,LED驱动器因为侦测到较低电压而把输出电流升高了。综合考虑上述各方面因素,提供客户宽范围电压/电流输出的「类恒功率」LED驱动器是提供给客户最有效益的解决方案。 二四六部分产品所标示的恒功率LED驱动器即特别采用此类恒功率的优化设计,目的在于能提供客户一个宽范围电压/电流输出的类恒功率LED驱动器,不仅能兼顾使用者需求与避免因过度设计造成的成本增加或因LED特性而造成使用上的困扰,甚至造成灯具故障,提供类恒功率的宽范围设计产品可说是目前市面上LED驱动电源最有效益的解决方案。
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图(a) LED I-V曲线 图(b) LED I-V曲线与温度
二四六新推出的XLG家族全系列采恒功率设计,宽范围输出电压/电流提供弹性及高效能的LED电压/电流配置,可减少机型数与库存,以图(c)ELG-75-48 / 图(d)XLG-75-H电压电流特性曲线说明,ELG-75-48最大功率点为48V/ 1.56A。如果客户灯具电压低于48V,依定电流产品设计原则,客户无法调高输出电流,如此输出功率会较低,无法达到额定功率输出。XLG-75-H采定功率设计,客户可以依照曲线调整输出电流来搭配LED 灯板实际设计的驱动电压Vf (Forward Voltage)做额定功率输出,灯具电压在36V~56V区间都可以透过电流调整达到恒额定功率输出,此区间即为恒功率区间。为达到宽范围恒功率区间,XLG系列采用的设计方式也必须使用更高规格零件以达到所需的验证要求,客户如果有更高灯具寿命与信赖性的需求,XLG家族宽电流调整范围的特点也方便客户自行调整电流使用,详细规格请参阅产品规格书。
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图(c)ELG-75-48 I-V曲线 图(d)XLG-75-H I-V曲线
 
图(a) LED I-V曲线

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